I protoni e il mistero della massa quantistica del quark charm: di cosa si tratta

I protoni e il mistero della massa quantistica del quark charm: di cosa si tratta
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Come ormai ben noto da decenni, gli atomi non sono più inscindibili. Al proprio interno ci sono varie particelle, come i protoni, carichi positivamente di elettricità. Ma anche i protoni sono formati da altre particelle, i quark: due di questi sono quark up, il restante invece è un quark down.

Eppure, secondo un'ultima ricerca, i protoni sono formati anche da quark charm. Qual è il problema che si genera? È che un quark charm è più massiccio del protone stesso. "Va contro il buon senso. È come acquistare un pacco di sale da un chilo, ma che poi rivela avere due chili di sabbia" ha affermato il dottor Juan Rojo della Vrije Universiteit Amsterdam.

Ovviamente nella meccanica quantistica non c'è spazio per il buon senso, considerate le regole di questo mondo microscopico. Nello studio del dottor Rojo pubblicato su Nature, viene rivelato che meno dell'1% della massa del protone deriva dai quark più pesanti del protone stesso. Com'è possibile? Probabilmente il tutto risiede nelle probabilità. Se un quark ha una chance su mille di diventare parte di una particella, contribuirà allo 0,1% della massa della particella, invece che 0 o 100.

Gli autori dello studio hanno fatto studiare a un'intelligenza artificiale il risultato di mezzo milione di collisioni di protoni ottenute in altri esperimenti, e hanno scoperto che, se il protone non avesse un quark charm, allora soltanto lo 0,3% di quelle osservazioni sarebbero state prodotte. La questione più complicata riguardante la presenza del quark charm era il capire se erano intrinsecamente presenti nei protoni oppure se erano il prodotto di una grande velocità ad alta energia, ovvero la situazione in cui vengono osservate e smembrate le particelle con le collisioni.

Bisogna ancora capire tanto di questa situazione, ma il dottor Rojo afferma comunque che la scoperta è importante per la fisica. Di recente, l'LHC ha studiato meglio i quark mentre, a proposito di quark charm, qualche anno fa fu creata una particella esotica particolare.